生物反应池SBRAAO与高程计算.docx
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生物反应池SBRAAO与高程计算
生物反应池（SBR、AAO）与高程计算
一、SBR生物反应池
平均水量40000T/d,Kz=1.37Qmax=54800T/d，主要设计参数：
生物选择池反应时间：
1hr；生物主反应池：
进水同时曝气，其中进水时间0.5hr，曝气反应时间2.8hr，沉淀时间1hr，排水时间0.5hr，一个周期共4.8hr，每天有24/4.8=5个周期。
设排出比1/m=1/4，（选取）
反应池MLSS=3500mg/L，
BOD污泥负荷0.07kgBOD/kgMLSS.d,
单池反应器容积：
V=
=
=8000m3
有效水深：
6m,故所需水面积为1333m2,设主曝气区单格平面尺寸（组）：
长55.0×宽24.0m，则所需表面积为1320m2。
反应器运行水位计算如下：
（反应器水位概念图如图3.4）
h1（LWL排水结束后的水位）
=
h2（MWL一个周期的平均进水量进水结束后
的水位）=
h3（HWL1个周期的最大污水量进水结束后
的水位）=6m,
h4（HHWL超过1个周期最大污水量的报图3.4反应器水位概念图
警、溢流水位）=6+0.5=6.5m,
hs（污泥界面）=4-0.5=3.5m.
生物选择池容积为：
40000/24
1=1667m3
有效水深：
6m（与主反应区同深）,故所需表面积为278m2
生物选择池数量：
2池，每池与两主反应区对应
净尺寸约为：
2池×3.0×48.0m
实际有效容积：
1728m3
生物反应池计算简图
生物选择池搅拌功率：
3～5w/m3
设剩余污泥产率为0.9kgDS/kgBOD5
原污水BOD5为150mg/L,经预处理后降低25%，则进入反应池的污水，
其BOD5为：
150（1-25%）=112.5mg/L
水中非溶解性BOD5值：
BOD5=
式中Ce——处理水中悬浮固体浓度，取值20mg/L
Xa——活性微生物在处理水中所占的比例，取值0.4
b——微生物自身氧化率，一般介于0.05～0.1之间，取0.1
代入各值，BOD5=
=5.7mg/L
处理水中溶解性BOD5值为20-5.7=14.3mg/L
去除了112.5-14.3=98.2mg/L
，去除率为98.2/112.5=87%
剩余污泥量：
=4843kgDS/d
污泥龄：
=16d
SBR需氧量：
式中OD——每周期需氧量，kgO2/周期；
Lr——BOD去除量，kgBOD/周期；
∑MLVSS——反应器内的生物量，kg；
TA——曝气时间，h/周期；
No——硝化量，kgN/周期；
ND——脱氮量，kgN/周期；
a——系数，kgO2/kgBOD5，取1；
b——污泥自身氧化需氧率，kgO2/（kgMLVSS·h），取0.07；
=1778kgO2/周期
=635kgO2/h
最大需气量：
=10548m3/h=176m3/min
气水比：
=6.3︰1
混合液回流比：
R1=20%；
上清夜排出装置：
每池的排水负荷
33.3m3/min
每池设一台滗水器，则排水负荷为33.3m3/min，
考虑到流量变化系数为
，
则滗水器的最大排水负荷为33.3×1.37=45.6m3/min=2737m3/h。
滗水器采用机械旋转式滗水器，每台滗水量为Q＝1500～3000m3/h，适用水位升降范围不小于1000mm，单台电机功率N=2.2kW，当好氧池需要排水时，滗水器通过机械驱动装置以一定的速度下降至预设高度滗水；完成排水过程后，撇水器上升，回到待机状态，直到下一个排水周期。
主反应池的末段设置2台内回流泵，在反应进水阶段将混合液泵送至选择池。
内回流泵采用潜水离心泵，总数量为4台（每座反应池2台），单台流量Q=340m3/h，扬程H=3.0m，电机功率N=9.0kW。
生物反应池的污泥渠设置4台潜水离心泵（每座反应池2台），通过泵将剩余污泥提升至污泥均质池。
潜水离心泵单台流量Q=67.5m3/h，扬程H=5.0m，电机功率N=4.0kW。
3.2.6空气管线设计与鼓风机房
图3.6主曝气区中空气管线布置图
按图3.6所示的空气管线布置，在相邻的两个廊道上设一根干管，该干管上20对配气竖管,设40根配气竖管，，一组曝气池共80根配气竖管。
每根配气竖管的供气量为：
m3/h
一组主曝气区平面面积为：
=2640m2
每个空气扩散器服务面积按0.5m2计，则所需空气扩散器的总数为：
=5280个
为安全计，采用5600个空气扩散器，每个竖管上安设的空气扩散器数目为：
=70个
每个空气扩散器的配气量为：
=0.94m3/h
将已布置的空气管路及布设的空气扩散器绘制成空气管路计算图，用以进行计算。
空气管的计算尺寸简图如图3.7、图3.8：
（1）管道布置及压力损失计算如下：
沿程损失，局部损失（转化成沿程损失相当的管线长度）
管段当量长度为构配件局部损失折合管段长度，按如下公式进行计算：
；
式中参数K取值见表3.3所示；
空气管线压力损失计算见表3.4所示。
图3.7空气管的计算尺寸简图
图3.8空气管的计算尺寸简图
表3.3K值取值
气流转弯三通：
1.33
直流异径口三通：
0.42～0.67
直流等口径三通：
0.33
弯头：
0.4～0.7
大小头：
0.1～0.2
球阀：
2.0
角阀：
0.9
闸阀：
0.29
《给水排水设计手册》5P324-328或按《给水排水快速设计手册》2P120-121确定管径及损失。
张自杰，排水工程损失计算查图在最后的附录中，中国建筑工业出版社
管径确定
流量Qm3/h经济流速vm/s（小管4～5m/s大管10～15m/s）
手册损失计算表
排水工程损失计算表
定温度：
摄氏30度；初估风机压力P=（1.5+H）×9.8KPa
表3.4空气管路计算表
管段编号
管段长度（m）
空气
空气流量（m3/min）
空气流速（m/s）
管径mm
配件
管段当量长度（m）
管段计算长度（m）
压力9.8
（Pa/m）
损失9.8
（Pa/m）
流量（m3/h）
1-2
0.36
0.94
0.015
-
32
弯头1个
0.45
0.81
0.15
0.1215
2-3
0.36
1.89
0.03
-
32
三通一个
1.19
1.55
0.17
0.2635
3-4
0.36
2.83
0.04
-
32
三通一个，异径管一个
1.64
2
0.28
0.56
4-5
1.15
6.58
0.11
-
32
三通一个，异径管一个
1.64
2.79
0.46
1.2834
5-6
1.15
13.16
0.22
-
32
四通一个，异径管一个
2.74
3.89
2.8
10.892
6-7
1.15
19.74
0.33
4.5
50
四通一个，异径管一个
2.29
3.44
0.7
2.408
7-8
1.15
26.32
0.44
3.1
70
四通一个，异径管一个
3.42
4.57
0.35
1.5995
8-9
10.8
65.8
1.10
5
80
闸门一个，弯头三个，三通一个
5.57
16.37
0.6
9.822
9-10
2.55
131.6
2.19
6.1
100
四通一个，异径管一个
5.25
7.8
0.6
4.68
10-11
2.55
263.2
4.39
6
150
四通一个，异径管一个
8.54
11.09
0.45
4.9905
11-12
2.55
394.5
6.58
5.5
200
四通一个，异径管一个
12.07
14.62
0.5
7.31
12-13
2.55
525.8
8.76
6.2
200
四通一个，异径管一个
12.07
14.62
0.25
3.655
13-14
2.55
657.1
10.95
8
200
四通一个，异径管一个
12.07
14.62
0.32
4.6784
14-15
2.55
788.4
13.14
6.8
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.45
8.244
15-16
2.55
919.7
15.33
7
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.65
11.908
16-17
2.55
1051
17.52
7.4
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.36
6.5952
17-18
2.55
1182.3
19.705
8
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.25
4.58
18-19
2.55
1313.6
21.89
9
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.4
7.328
19-20
2.55
1444.9
24.08
9.3
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.45
8.244
续表3.4
20-21
2.55
1576.2
26.27
13
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.6
10.992
21-22
2.55
1707.5
28.46
14
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.8
14.656
22-23
2.55
1838.8
30.65
15
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
0.9
16.488
23-24
2.55
1970.1
32.83
15
250
四通一个，异径管一个
15.77
18.32
1
18.32
24-25
2.55
2101.4
35.02
11
300
四通一个，异径管一个
19.63
22.18
0.26
5.7668
25-26
2.55
2232.7
37.21
13
300
四通一个，异径管一个
19.63
22.18
0.6
13.308
26-27
2.55
2364
39.4
14
300
四通一个，异径管一个
19.63
22.18
0.7
15.526
27-28
2.55
2495.3
41.58
14
300
四通一个，异径管一个
19.63
22.18
0.8
17.744
28-29
8.85
2626.6
43.77
15
300
四通一个，异径管一个，弯头两个
26.17
35.02
0.9
31.518
29-30
3
5253.2
87.55
15
400
四通一个，异径管一个
27.72
30.72
0.6
18.432
合计：
＝2567Pa＝2.567Kpa；
微孔膜式空气扩散器的压力损失为10Kpa；
压力损失为2.567+10=12.567Kpa；
为安全起见，设计值取13Kpa；
（2）总压损的确定：
空气扩散装置安装在距曝气池底0.2m处。
所需压力为：
水压P=
=56.84Kpa；
总压损：
管线损失+曝气头损+水压=56.84＋13＝69.84Kpa；
为安全起见取70Kpa；
（3）设备选型：
采用微孔膜式空气扩散器，适用水深：
H＝3～6m，服务面积S＝0.5m2，氧利用率大于20％，生产厂家：
江都环保器材厂。
（4）鼓风机房
鼓风机房按一期规模建设，内设离心鼓风机3台（2用1备），用于生物反应池供气。
数量：
1座
生化反应池总需气量：
176m3/min
贮泥池污泥搅拌需气量：
4m3/min
平面尺寸：
36×12m2
设备类型：
离心鼓风机C125-1.5
设备数量：
3台（2用1备）
单机风量：
Q=125m3/min；风压：
H=0.07Mpa；电机功率：
N=180kW
生产厂家：
陕西鼓风机厂
二.AAO生化池
A/A/O池设计
图3-4A/A/O计算简图
1、设计参数：
1）水力停留总时间HRT:
t=12.1hr
2）BOD污泥负荷：
NS=0.080kgBoD5/（kgMLSS.d）
3）回流污泥浓度：
Xr=10000mg/L
4）污泥回流比：
50%
5）曝气池混合液浓度
X=R/R+1×Xr=0.5/1+0.5×10000=3333mg/L=3.3kg/m3
6）确定内回流比RN=100%
2、A2/O曝气池容积（设4个池，以单位3.75m3/d计算流量）
1）各段停留时间
厌氧区（A1）：
缺氧区（A2）：
好氧区（O）=1：
2：
4.5
厌氧区t1=1.61h
缺氧区t2=3.2h
好氧区t3=7.2h
2）单池有效容积V=Qt=1562.5×7.2=11250m3
3）池有效深度H1=6.0m
4）曝气池有效面积
S总=V/H1=11250/6.0=1875m2
5）设3廊道曝气池，廊宽7m.
曝气池长度L1=S/3×b=1875/3×7=89.29m取90m
厌氧区和缺氧区尺寸分别为15m×15m和15m×15m。
3、剩余污泥量W
W=a（LO-Le）Q-bVxv+（so-se）Q×0.5
1）降解BOD生成污泥量
W1=a（Lo-Le）Q=0.55×160×80%-20/1000×15000=8910kg/d
2）内源呼吸分解泥量
Xv=f×x=0.8x=3.333×0.8=2.666kg/m3
W2=b×v×Xv=0.05×11250×2.67=6007.5kg/d
3）不可生物降解和惰性悬浮物物量（NVSS），该部分占总TSS的约50%
W3=（So-Se）Q×50%=150000×0.5×110-20/1000=6750kg/d
4）剩余污泥量
W=W1-W2+W3=8910-6007.5+6750=9652.5kg/d
每日生成活性污泥量
Xw=W1-W2=8910-6007.5=2902.5kg/d
5）湿污泥量
Qs=W/（1-P）×1000=9652.5/（1-0.992）×1000=1206.656m3/d
6）硝化泥龄Qc
Qc=XV/W=3.3×11250×4/9652.5=15.3d
4、需氧量计算：
02=
a’b’c’14.61.42
Nr氨氮去除量
ND硝态氮去除量
Xw剩余活性污泥量
故需空气量
三.A/A/C氧化沟
主要设计参数如下：
总停留时间为：
18.85hr
选择区停留时间：
0.4hr
厌氧区停留时间：
0.9hr
缺氧区停留时间：
8.4hr
好氧区停留时间：
8.95hr
污泥浓度：
3.5g/l
硝化段泥龄：
9.3d
总BOD5污泥负荷：
0.073kgBOD5/kgMLSS/d
外回流比：
100%
⑴氧化沟池容：
6万吨，3池
已知：
，H取5.35m，
则：
好氧区容积：
，则
，
缺氧区容积：
，则
厌氧区容积：
，则
选择区容积：
，则
单池总容积:
15556m3
单池面积
，
考虑变化系数1.41及最大水量工程扩到最大面积4100m2
单座外形尺寸约为120m×40m（面积扩大到4800m2），水深5.35m。
每座氧化沟由选择区、厌氧区、缺氧区、好氧区组成，采用高速表曝机曝气（不仅给混合液供应足够的氧，还要保证沟渠内不小于0.3m/s的水流速度以维持活性污泥的悬浮状态），具有脱氮除磷功能。
外回流污泥来自于回流及剩余污泥泵房，内回流污泥量通过内回流渠道闸门控制。
表观合成系数：
单池产剩余活性污泥量为：
考虑到之前的初沉池已去除部分
，所以
=200mg/l，故
需氧量=
总需氧量（标况）：
909.5kgO2/h
设计表曝气充氧效率：
1.8kgO2/kwh
四、污水高程计算如下:
地面标高2.5m
水位标高m
排放管出水井水位1.97
出水井至消毒池管线水头损失=0.001×30=0.03m
跌水0.9m
消毒池局部损失0.4m（查手册）
消毒池水位:
3.30
消毒池至生化池水头损失0.0008×100×（1+0.3）
=0.10m
生物反应池局损失0.5m
自由跌水0.1～1.5m
生化池的水位4.0～5.40
选择池堰上水头0.3m
生物选择池水位:
5.70
沉砂池至生物选择池入流管道损失
0.0011×60×（1+0.3）=0.09m
沉砂池堰上水头0.2m
自由跌水0.15m
沉砂池局损0.4m
沉砂池水位:
6.54
沉砂池至配水井水头损失0.1m
配水井水位6.64
配水井至细格栅渠道损失
0.004×10=0.04m
细格栅后水位6.68
过栅水头损失0.13m
渠道闸门局部损失：
0.07m
进水渠水位6.82
进水泵房进水水位:
进水管标高-3.00m-粗格栅局部水头损失0.2m=-3.20
水泵扬程:
6.82+3.20=10m,取12m
五、污泥高程计算如下：
污泥在管内水头损失：
hf=2.49（L/D1.17）（v/CH）1.85
污泥从SBR生物反应池或二沉池进入贮泥池，贮泥池进浓缩池或浓缩脱水机房。
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